Horisontalstabilisering och förband - presentationen
Stora (lim)träkonstruktioner: Stabilisering Förband Prof. Roberto Crocetti Avd. för konstruktionsteknik Lunds Universitet, LTH Lund University / Roberto Crocetti/ Metropol Parasol – Sevilla, Spain Function: archaeological site, farmers market, elevated plaza, multiple bars and restaurants Total floor Area: 12,670 square meters Height of the building: 28.50 meters Completed : 2011 Building/Cost: 90 Million Euro http://www.arcspace.com/features/j-mayer-h-architects/metropol-parasol/ Lund University / Roberto Crocetti/ http://www.arcspace.com/features/j-mayer-h-architects/metropol-parasol/ Lund University / Roberto Crocetti/ Leonardo da Vinci’s förslag – år 1502 Leonardo Da Vinci’s förslag för en stenbro över Den gyllene horn i Bosporen, Turkiet (spännvidd 240 m) Lund University / Roberto Crocetti/ Leonardobron, Ås, Norge (spännvidd 45m) Lund University / Roberto Crocetti/ Bild: Moelven Limtre AS Sandöbron: världens längsta betongbåge, när den skulle byggas (1939) Spännvidd ca 250 m Lund University / Roberto Crocetti/ http://www.kringla.nu/kringla/objekt;jsessionid=D535FE1B28C09CD1789EBE252A072012?text=Bj%C3%A4rtr%C3%A5&filter=thu mbnailExists%3Dj&sokFlik=1&referens=raa/kmb/16001000027766 Sandöbron - formställningen http://www.famgus.se/Gudmund/SandoB-Bygget.htm Lund University / Roberto Crocetti/ Man kan bygga både långt och högt med trä Lund University / Roberto Crocetti/ Långt https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Rhine%E2%80%93Main%E2%80%93DanubeCanal.JPG Lund University / Roberto Crocetti/ Hur långt kan vi bygga egentligen? Det är kvoten mellan materialets hållfasthet och densitet som är avgörande! Draghållfasthet s [MPa] Densitet r [kg/m3] Kvoten s/r [m] Stål, S355 355 7800 0,05 Limträ GL30c 19,5 430 0,05 ---- ---- ---- Material Betong, C40-50 Lund University / Roberto Crocetti/ Högt: ”by nature” http://www.bbc.com/earth/story/20141222-the-worlds-new-tallest-tree Lund University / Roberto Crocetti/ Radiomast i Polen 118 m Högt: ”man-made” Lund University / Roberto Crocetti/ Men hur högt kan man bygga innan det knäcker? 300 Lund University / Roberto Crocetti/ Kritisk längd för en ”stolpe” med diameter d=300 mm Material E-modul [MPa] Densitet [kg/m3] Kritisk längd [m] Stål, S355 210000 7800 49 Limträ GL30c 13000 430 51 Betong, C40-50 (armerad) 35000 2500 35 Lund University / Roberto Crocetti/ Lcr 1,25 3 E r2 r Det innebär att trä är ett material som lämpar sig för att bygga stort! Lund University / Roberto Crocetti/ Världens största kupol: ”Superior Dome” Geodetisk kupol Arena i Northern Michigan University, Michigan, USA. Diameter: 163 m Pilhöjd: 49 m Byggår: 1995 http://www.d2football.com/stadiums/northernmichigan/t21/ Lund University / Roberto Crocetti/ Två ”jättekupoler”: kollager i Brindisi - Italien Foto Rubner Holzbau Diameter: 143 m Pilhöjd: 43 m Byggår: 2014 Lund University / Roberto Crocetti/ Äntligen till dagens diskussion: - Stabilisering - Förbandsteknik Lund University / Roberto Crocetti/ Stabilisering av (stora) limträkonstruktioner Lund University / Roberto Crocetti/ Globalstabilisering - principlösning Lund University / Roberto Crocetti/ Stabilisering under monteringsfasen http://www2.worksafebc.com/i/posters/1999/ha9913.html Lund University / Roberto Crocetti/ Ofta sker haverier under monteringsfasen Lund University / Roberto Crocetti/2012 Rosemont Horizon Stadium, http://www.wje.com/assets/flipbook/history/files/assets/seo/page57.html Var: nära Chicago, USA När: 1979 Konstruktion: Bågar, ca 90 m spännvidd (17 arbetare dog vid kollapsen) Orsak: dålig stabilisering under monteringsfasen Lund University / Roberto Crocetti/2012 https://failures.wikispaces.com/Rosemont+Horizon+Arena Stabiliseringssystemets huvuduppgifter • Ta hand om horisontella laster, t.ex. vindlaster och imperfektionslaster • Förhindra instabilitet (d.v.s. förhindra knäckning eller vippning) Lund University / Roberto Crocetti/ Lastöverföring av horisontallast vinkelrätt mot gavelväggen Lund University / Roberto Crocetti/ I de visade fallen så tjänar stabiliseringssystemet till både: - Överföring av horisontallaster till grunden - Stabilisering mot knäckning/vippning Lund University / Roberto Crocetti/ Lund University / Roberto Crocetti/ Man ska dock inte glömma att: 1) inte alla sekundära element kan räknas som ”stabiliserande” 2) att det kan finnas situationer där man behöver extra stabiliserande element för att förhindra knäckning/vippning Lund University / Roberto Crocetti/ …1) inte alla sekundära element kan räknas som ”stabiliserande” Lund University / Roberto Crocetti/ …2) att det kan finnas situationer där man behöver extra stabiliserande element för att förhindra knäckning/vippning • Situation 1 Lund University / Roberto Crocetti/ Rosvallahallen, kollapsade under snövintern 2010 Kontinuerliga (Gerberskarvade) huvudbalkar Lund University / Roberto Crocetti/ 2) …att det kan finnas situationer där man behöver extra stabiliserande element för att förhindra knäckning/vippning Situation 2 Lund University / Roberto Crocetti/ Metod för stagning av balks/båges trycksida (Eller båge) Lund University / Roberto Crocetti/ Stagning av trycksidan vid bågkonstruktioner Lund University / Roberto Crocetti/ Stagning av trycksidan vid bågkonstruktioner Lund University / Roberto Crocetti/ Laster förorsakade av imperfektioner Lund University / Roberto Crocetti/ Laster förorsakade av imperfektioner Imperfektionslaster adderas till vindlaster! Lund University / Roberto Crocetti/ Styvhetskrav på stabiliseringssystemet Lund University / Roberto Crocetti/ Styvhetskrav på stabiliseringssystemet Lund University / Roberto Crocetti/ Stabilisering genom skivverkan Lund University / Roberto Crocetti/ Stabilisering genom skivverkan Lund University / Roberto Crocetti/ Stabilisering genom skivverkan Lund University / Roberto Crocetti/ Stabilisering av bågar och ramar Lund University / Roberto Crocetti/ Stabilisering av bågar och ramar Lund University / Roberto Crocetti/ Stabilisering av bågbroar medelst vindkryss Lund University / Roberto Crocetti/ Stabilisering av bågbroar medelst styva ramar Lund University / Roberto Crocetti/ Stabilisering under monteringsfasen Lund University / Roberto Crocetti/ Stabilisering under monteringsfasen Lund University / Roberto Crocetti/ Träförband Förband är ofta dimensionerande i träkonstruktioner Lund University / Roberto Crocetti/ Regel nr. 1 • Kom ihåg att trä är ett levande material (läs: trä rör sig) Lund University / Roberto Crocetti/ Fuktrörelser: balk-pelar infästning Lund University / Roberto Crocetti/ Regel nr. 2: undvik förband med alldeles för många fästdon med litet centrumavstånd Lund University / Roberto Crocetti/ Samma area, olik spikningstäthet 143 spikar Rmean= 161 kN Lund University / Roberto Crocetti/ 72 spikar Rmean= 178 kN Helena Johnsson: Plug Shear Failure in Nailed Timber Connections, PhD thesis, Luleå Univ. of Technology Regel nr. 3: främja duktilitet i förbanden Lund University / Roberto Crocetti/ Regel nr. 3: främja duktilitet i förbanden Robustness considerations from failures in two large-span timber roof structures Jørgen Munch-Andersen Danish Timber Information Council, Denmark Philipp Dietsch Technische Universität München, Germany Lund University / Roberto Crocetti/ Regel nr. 3: främja duktilitet i förbanden Lund University / Roberto Crocetti/ Regel nr. 4: undvik excentricitet i förbandet Fel! Lund University / Roberto Crocetti/ Rätt! Regel nr.5: undvik förbindare med olika styvheter i samma förband F/ Fmax Nail plate Glue Bolt with pressed metal plate 1 3 nails in a line Nail 0.5 Bolt with inlaid metal plate Wooden screw, dowel Bolt Slip [mm] 0 Lund University / Roberto Crocetti/ 2 4 6 8 Regel nr.6: undvik risk för fläkning Lund University / Roberto Crocetti/ Några exempel på förband Lund University / Roberto Crocetti/ Förband med sneda helgängade träskruvar Sekundärbalk After Blaß Primärbalk Lund University / Roberto Crocetti/ Förband med inslitsade plåtar och dymlingar Lund University / Roberto Crocetti/ Bild: Moelven Limtre AS Förband med inlimmade skruvar http://forestry-tannert.sites.olt.ubc.ca/files/2011/06/Rod.jpg Lund University / Roberto Crocetti/ Limmade förband: ”små fingerskarvar” Lund University / Roberto Crocetti/ Limmade förband: ”stora fingerskarvar” Lund University / Roberto Crocetti/ ”Riktiga leder” Lund University / Roberto Crocetti/ Tack för uppmärksamheten! Lund University / Roberto Crocetti/
© Copyright 2024